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Porträt Prof. Dr. Helm, Manfred; FWI

Prof. Dr. Manfred Helm
Director
m.helmAthzdr.de
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Die Freie-Elektronen Laser am ELBE - Zentrum für Hochleistungs- Strahlungsquellen

FELBE ist eine Abkürzung für die Freie-Elektronen Laser (FEL) am Elektronen Linearbeschleuniger mit hoher Brillianz und geringer Emittanz (ELBE) am Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf. Das Herz von ELBE ist ein supraleitender Linearbeschleuniger, der im cw Betrieb und mit einer Wiederholrate von 13 MHz arbeitet. Der Beschleuniger besteht aus zwei supraleitenden Einheiten mit jeweils 20 MV. Der mittlere Strahlstrom beträgt 1 mA. Der Elektronenstrahl wird nach der Beschleunigung in verschiedene Labors geführt, wo sich Geräte zur Erzeugung von Sekundärstrahlen befinden (→ details). In einem Raum befinden sich zwei Freie-Elektronen Laser (U37-FEL  und U100-FEL). Mit ihrer Hilfe wird kohärente elektromagnetische Strahlung (Licht) im mittleren und fernen Infrarot (4 - 250 µm) erzeugt. Die Pulsenergien betragen einige 100 nJ bei einer Dauer von einigen Pikosekunden. Der typische Arbeitsmodus bietet Mikropulse mit einer Wiederholrate von 13 MHz in Makropulsen von einigen 100 μs bei bis zu 25 Hz, alternativ dazu FEL-Betrieb im kontinuierlichen 13-MHz-Modus.

Die beiden Freie-Elektronen Laser U37-FEL und U100-FEL mit den Undulatoren U37 bzw. U100 erzeugen intensive, kohärente Infrarotstrahlung, deren Wellenlänge durch Veränderung der Elektronenenergie und des Undulatorfeldes über einen weiten Bereich abstimmbar ist.
(→ Beschreibung des FEL, → FELs weltweit)


Strahlungsparameter

Wellenlängen-
bereich

 5 -    40 µm

18 -  250 μm

U37-FEL mit Undulator U37 (ab Juli 2017)

U100-FEL mit Undulator U100

Pulsenergie 0.01 - 2 μJ abhängig von der Wellenlänge
Pulslänge 1 - 25 ps abhängig von der Wellenlänge
Wiederholrate 13 MHz 3 Moden:
  • cw
  • Makropulse > 100 μs, < 25 Hz
  • Einzelpulse mit kHz/Hz

FELBE ist ein Nutzergerät und steht auch externen Messgästen zur Verfügung.

Besuchen SIe auch die ELBE-Nutzerseite für weitere Informationen.


CALIPSOplus

CALIPSOplus ist das Netzwerk aller beschleunigerbasierten Lichtquellen (Synchrotrons und FELs) in Europa und im Nahen Osten, die ihre Forschungsinfrastrukturen für Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der ganzen Welt öffnen. Das Netzwerk wird im Zeitraum 01. Mai 2017 bis 30. April 2021 aus dem Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der EU, Horizon 2020, gefördert.

Neben der finanziellen Unterstützung des Forschungsaufenthaltes exzellenter Nutzerinnen und Nutzer (Trans-national Access Programme) bietet das Projekt spezifische Fortbildungsprogramme für neue, junge und unerfahrene Nutzer, für Nutzer aus der Industrie und für technisches Personal an den Anlagen an. Einen hohen Stellenwert nehmen darüber hinaus der enge Austausch mit den Nutzern, vertreten durch die European Synchrotron and FEL User Community ESUO, die Zusammenarbeit der User Offices der Anlagen und die Entwicklung von Strategien für Nachhaltigkeit, ein. Auf technischer Ebene stehen Ultrahochpräzisisonsmetrologie von Röntgenspiegeln und Remote Data Analyis Tools im Fokus der Aktivitäten. Weitere Informationen zu CALIPSOplus finden sich auf der Webseite.

Details zum Trans-national Access Programme finden sich auf der spezifischen Seite zum Trans-nationalen Zugang zu ELBE.


FELs of Europe LogoFELBE ist Kollaborationspartner in FELs of Europe, dem Zusammenschluss aller FELs in Europa mit dem Ziel technologische und wissenschaftliche Herausforderungen gemeinsam zu lösen und eine europäische Strahlungsquelle zu realisieren, die Laserpulse im gesamten Spektralbereich von Röntgen- bis Terahertzstrahlung bereit stellt. Für eine detaillierte Darstellung der Mission von FELs of Europe sei auf die entsprechende Webseite verwiesen.


Hier gibt es weitere Informationen über

Die erzeugte Infrarotstrahlung wird zuerst in eine Diagnosestation geführt und danach auf sechs Nutzerlabors verteilt. In einzelnen Labors befinden sich außerdem konventionelle Femtosekunden-Laser, die mit den Pulsen des FEL synchronisiert sind und somit die Möglichkeit zu Mehrfarben- pump-probe Experimenten eröffnen.


Hier gibt es mehr Information über

Seit 2007 sind die FELs mit dem gepulsten Hochfeld-Magnetlabor (HLD) verbunden.